Zhenbo Wang (*)

Năm 2024, hoạt động khám phá không gian đã khiến thế giới kinh ngạc.

NASA đã phóng tàu Europa Clipper để nghiên cứu mặt trăng Europa của sao Mộc. Starship của SpaceX đạt cột mốc quan trọng khi hạ cánh thành công lần đầu tiên, mở đường cho các sứ mệnh thám hiểm không gian sâu trong tương lai. Trung Quốc gây chú ý với sứ mệnh Chang’e 6, mang về mẫu vật từ mặt xa của mặt trăng. Trong khi đó, Trạm Vũ trụ Quốc tế tiếp tục đón tiếp các phi hành đoàn quốc tế, bao gồm các sứ mệnh tư nhân như Axiom Mission 3.

Là một kỹ sư hàng không vũ trụ, tôi rất háo hức chờ đón năm 2025, khi các cơ quan không gian trên toàn thế giới chuẩn bị thực hiện những mục tiêu tham vọng hơn nữa. Dưới đây là những sứ mệnh đáng mong chờ nhất, mở rộng giới hạn hiểu biết của nhân loại, từ mặt trăng, sao Hỏa, đến các tiểu hành tinh và xa hơn nữa:

Khám phá bề mặt mặt trăng với CLPS

Dự án Dịch vụ Tải trọng Mặt trăng Thương mại của NASA (CLPS) nhằm mục tiêu đưa các chuyến hàng khoa học và công nghệ lên mặt trăng thông qua các tàu đổ bộ thương mại. CLPS đã mang tàu đổ bộ Odysseus của Intuitive Machines lên mặt trăng vào tháng 2 năm 2024, đánh dấu lần hạ cánh lên mặt trăng đầu tiên của Mỹ kể từ thời Apollo.

Năm 2025, NASA lên kế hoạch thực hiện nhiều sứ mệnh CLPS, bao gồm các chuyến vận chuyển hàng của Astrobotic, Intuitive Machines và Firefly Aerospace.

Những sứ mệnh này sẽ mang theo nhiều thiết bị khoa học và công nghệ để nghiên cứu địa chất mặt trăng, thử nghiệm các công nghệ mới cho các sứ mệnh có người lái trong tương lai và thu thập dữ liệu về môi trường mặt trăng.

Khảo sát bầu trời với SPHEREx

Vào tháng 2 năm 2025, NASA dự kiến phóng kính viễn vọng SPHEREx. Sứ mệnh này sẽ khảo sát bầu trời trong ánh sáng cận hồng ngoại, một loại ánh sáng không thể nhìn thấy bằng mắt thường nhưng có thể được phát hiện bằng các thiết bị đặc biệt. Ánh sáng hồng ngoại gần rất hữu ích để quan sát các vật thể quá lạnh hoặc quá xa không thể nhìn thấy qua ánh sáng thông thường.

SPHEREx sẽ tạo bản đồ toàn diện của vũ trụ bằng cách thu thập dữ liệu từ hơn 450 triệu thiên hà và hơn 100 triệu ngôi sao trong dải Ngân hà. Các nhà thiên văn học sẽ sử dụng dữ liệu này để trả lời các câu hỏi lớn về nguồn gốc của các thiên hà và sự phân bố của nước cũng như các phân tử hữu cơ trong các “nhà chăm nuôi sao trẻ” – nơi các ngôi sao được hình thành từ khí và bụi.

Nghiên cứu quỹ đạo thấp Trái Đất với Space Rider

Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) dự kiến thực hiện chuyến bay thử nghiệm của tàu vũ trụ không người lái Space Rider vào quý 3 năm 2025. Space Rider là một tàu vũ trụ tái sử dụng, được thiết kế để thực hiện nhiều thí nghiệm khoa học trong quỹ đạo thấp của Trái Đất.

Những thí nghiệm này sẽ bao gồm hoạt động nghiên cứu trong môi trường vi trọng lực, nơi các nhà khoa học sẽ quan sát sự phát triển của cây trồng, cách các vật liệu hoạt động và các quá trình sinh học diễn ra khi không có tác động của trọng lực.

Space Rider cũng sẽ thử nghiệm các công nghệ mới, như hệ thống viễn thông tiên tiến để duy trì liên lạc với tàu vũ trụ ở khoảng cách xa, và các công cụ khám phá bằng robot cho các sứ mệnh tương lai tới mặt trăng hoặc sao Hỏa.

Khám phá mặt trăng với M2/Resilience

Sứ mệnh M2/Resilience của Nhật Bản, dự kiến phóng vào tháng 1 năm 2025, sẽ đưa tàu đổ bộ và xe tự hành siêu nhỏ lên bề mặt mặt trăng.

Sứ mệnh này sẽ nghiên cứu đất mặt trăng để hiểu rõ thành phần và tính chất của nó. Các nhà nghiên cứu cũng sẽ thực hiện thử nghiệm tách nước để sản xuất oxy và hydro bằng cách chiết xuất nước từ bề mặt mặt trăng, đun nóng và tách hơi nước. Nước, oxy và hydro được tạo ra có thể hỗ trợ khám phá mặt trăng lâu dài.

Sứ mệnh này cũng sẽ thử nghiệm các công nghệ mới như hệ thống dẫn đường tiên tiến cho việc hạ cánh chính xác và các hệ thống để vận hành xe tự hành. Những công nghệ này rất quan trọng cho việc khám phá mặt trăng trong tương lai và có thể được sử dụng trong các sứ mệnh tới sao Hỏa và xa hơn.

Sứ mệnh M2/Resilience là một phần trong nỗ lực rộng lớn của Nhật Bản nhằm đóng góp vào hoạt động quốc tế về khám phá mặt trăng. Sứ mệnh này kế thừa thành công của sứ mệnh đổ bộ thông minh khám phá mặt trăng SLIM của Nhật Bản, đã hạ cánh chính xác trên mặt trăng vào tháng 3-2024.

Điều tra tiểu hành tinh với Tianwen-2

Sứ mệnh Tianwen-2 của Trung Quốc là một dự án đầy tham vọng nhằm thu thập mẫu vật từ tiểu hành tinh và nghiên cứu sao chổi. Dự kiến được phóng vào tháng 5-2025, Tianwen-2 sẽ thu thập mẫu từ một tiểu hành tinh gần Trái Đất và nghiên cứu một sao chổi. Sứ mệnh này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về sự hình thành và tiến hóa của hệ Mặt Trời, kế thừa thành công từ các sứ mệnh trước đó của Trung Quốc trên Mặt Trăng và sao Hỏa.

Mục tiêu đầu tiên của sứ mệnh là tiểu hành tinh gần Trái Đất có ký hiệu 469219 Kamoʻoalewa. Tiểu hành tinh này là một bán vệ tinh của Trái Đất, nghĩa là nó quay quanh Mặt Trời nhưng luôn ở gần Trái Đất. Kamoʻoalewa có đường kính khoảng 40-100 mét và có thể là một mảnh của Mặt Trăng bị văng ra ngoài không gian do một vụ va chạm trong quá khứ.

Bằng cách nghiên cứu tiểu hành tinh này, các nhà khoa học hy vọng sẽ tìm hiểu về hệ Mặt Trời thuở ban đầu và các quá trình đã hình thành nên nó. Tàu vũ trụ sẽ sử dụng cả hai kỹ thuật chạm-nảy (touch-and-go) và neo-gắn (anchor-and-attach) để thu thập mẫu vật từ bề mặt tiểu hành tinh.

Sau khi thu thập mẫu từ Kamoʻoalewa, Tianwen-2 sẽ mang chúng trở về Trái Đất và sau đó hướng đến mục tiêu thứ hai, sao chổi 311P/PANSTARRS trong vành đai tiểu hành tinh (asteroid belt) nằm giữa sao Hỏa và sao Mộc.

Bằng cách phân tích vật liệu của sao chổi, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ hiểu rõ hơn về các điều kiện từng tồn tại trong hệ Mặt Trời thuở ban đầu và có thể cả nguồn gốc của nước và các phân tử hữu cơ trên Trái Đất.

Các sứ mệnh bay ngang qua trong hệ Mặt Trời

Bên cạnh các sứ mệnh phóng được lên kế hoạch, nhiều cơ quan không gian sẽ thực hiện các sứ mệnh bay ngang qua (flybys) không gian sâu đầy thú vị trong năm 2025.

Một chuyến bay ngang qua, hay còn gọi là hỗ trợ trọng lực, xảy ra khi tàu vũ trụ đi qua đủ gần một hành tinh hoặc mặt trăng để tận dụng lực hấp dẫn của nó để tăng tốc. Khi tàu tiếp cận, nó bị kéo vào bởi lực hấp dẫn của hành tinh, giúp nó tăng tốc. Sau khi vòng quanh hành tinh, tàu vũ trụ được đẩy ra ngoài không gian, cho phép thay đổi hướng và tiếp tục hành trình với ít nhiên liệu hơn. Các chuyến bay ngang qua đáng chú ý bao gồm:

– Sứ mệnh BepiColombo, hợp tác giữa ESA và Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA), sẽ thực hiện chuyến bay qua lần thứ sáu quanh sao Thủy vào tháng 1-2025. Thao tác này sẽ giúp tàu vũ trụ đi vào quỹ đạo quanh sao Thủy vào tháng 11-2026. BepiColombo sẽ nghiên cứu thành phần, khí quyển và địa chất bề mặt của sao Thủy.

– Sứ mệnh Europa Clipper của NASA, được phóng vào tháng 10 năm 2024, sẽ có bước tiến quan trọng trong hành trình đến mặt trăng Europa của sao Mộc. Vào tháng 3-2025, tàu vũ trụ sẽ thực hiện một chuyến bay qua sao Hỏa để đạt được tốc độ và quỹ đạo cần thiết cho hành trình dài. Sau đó, vào tháng 12-2026, Europa Clipper sẽ thực hiện một chuyến bay qua Trái Đất, sử dụng lực hấp dẫn của Trái Đất để tăng tốc độ, giúp tàu đến Europa vào tháng 4-2030.

– Sứ mệnh Hera của ESA cũng sẽ thực hiện chuyến bay qua sao Hỏa vào tháng 3-2025. Hera là một phần của dự án Đánh giá Tác động và Chệch hướng Tiểu hành tinh (Asteroid Impact and Deflection Assessment), nhằm nghiên cứu hệ tiểu hành tinh đôi Didymos. Sứ mệnh này sẽ cung cấp dữ liệu giá trị về các kỹ thuật chệch hướng tiểu hành tinh và đóng góp vào chiến lược phòng thủ hành tinh.

– Sứ mệnh Lucy của NASA sẽ tiếp tục hành trình khám phá các tiểu hành tinh Trojan của sao Mộc vào năm 2025. Một sự kiện quan trọng đối với Lucy là chuyến bay qua tiểu hành tinh 52246 Donaldjohanson trong vành đai tiểu hành tinh vào ngày 20-4-2025.

– Cuối cùng, sứ mệnh Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) của ESA sẽ thực hiện chuyến bay qua sao Kim vào tháng 8-2025. Thao tác này sẽ giúp JUICE đạt được tốc độ và quỹ đạo cần thiết để đến sao Mộc, nơi nó sẽ nghiên cứu các mặt trăng băng giá để tìm hiểu tiềm năng chứa sự sống.

Năm 2025 hứa hẹn là một năm đột phá cho khám phá không gian. Với các sứ mệnh tham vọng của NASA và sự đóng góp quan trọng từ các quốc gia khác, nhân loại sẽ đạt được những bước tiến vượt bậc trong việc hiểu biết về vũ trụ. Những sứ mệnh này không chỉ thúc đẩy kiến thức khoa học mà còn truyền cảm hứng cho các thế hệ tương lai ngước nhìn lên các vì sao.

(*) Zhenbo Wang là phó giáo sư ngành cơ khí, hàng không vũ trụ và kỹ thuật y sinh tại Đại học Tennessee.

Một tên lửa Falcon Heavy của SpaceX mang theo tàu vũ trụ Europa Clipper của NASA đã cất cánh từ bệ phóng 39A tại Trung tâm Vũ trụ Kennedy của NASA ở Florida vào thứ Hai, ngày 14 tháng 10 năm 2024. (Ảnh: NASA)